据媒体报道,近日,【标准摩尔生成焓归纳(70页)】引发关注。在热化学研究中,标准摩尔生成焓(Standard Molar Enthalpy of Formation, ΔfH°)是一个非常重要的物理量。它表示在标准状态下(通常为25°C、100 kPa),由最稳定的单质生成1 mol化合物时的焓变值。通过这一数据,可以计算反应的总焓变,并用于分析化学反应的热力学特性。
以下是对常见物质的标准摩尔生成焓进行的系统性归纳与总结,涵盖无机物、有机物及部分离子的ΔfH°值,便于查阅与应用。
一、标准摩尔生成焓定义
标准摩尔生成焓是指在标准条件下,由最稳定的单质生成1 mol某物质时的焓变。其单位为kJ/mol。若生成过程为放热,则ΔfH°为负;若为吸热,则ΔfH°为正。
例如:
$$
\text{C (石墨)} + \text{O}_2(g) \rightarrow \text{CO}_2(g) \quad \Delta_fH^\circ = -393.5 \, \text{kJ/mol}
$$
二、常用物质的标准摩尔生成焓汇总表(部分)
物质名称 | 化学式 | 标准摩尔生成焓 (ΔfH°, kJ/mol) | 备注 |
石墨 | C(s) | 0 | 最稳定单质 |
氧气 | O₂(g) | 0 | 最稳定单质 |
氢气 | H₂(g) | 0 | 最稳定单质 |
氮气 | N₂(g) | 0 | 最稳定单质 |
二氧化碳 | CO₂(g) | -393.5 | 常见气体 |
水(液态) | H₂O(l) | -285.8 | 常见液体 |
水(气态) | H₂O(g) | -241.8 | 气态水 |
甲烷 | CH₄(g) | -74.8 | 常见有机物 |
乙醇 | C₂H₅OH(l) | -277.6 | 常见燃料 |
一氧化碳 | CO(g) | -110.5 | 常见气体 |
二氧化氮 | NO₂(g) | +33.2 | 吸热反应 |
硝酸 | HNO₃(aq) | -173.2 | 溶液状态 |
氯化钠 | NaCl(s) | -411.1 | 离子晶体 |
氯化氢 | HCl(g) | -92.3 | 强酸 |
氨气 | NH₃(g) | -46.1 | 重要化工原料 |
乙烯 | C₂H₄(g) | +52.3 | 不饱和烃 |
苯 | C₆H₆(l) | +49.0 | 芳香烃 |
高氯酸 | HClO₄(aq) | -124.7 | 强氧化剂 |
氢氧化钠 | NaOH(s) | -425.6 | 强碱 |
氢氧化钾 | KOH(s) | -424.7 | 强碱 |
硫酸 | H₂SO₄(l) | -814.0 | 强酸 |
硝酸银 | AgNO₃(s) | -124.4 | 可溶盐 |
碳酸钙 | CaCO₃(s) | -1206.9 | 常见矿物 |
氧化铁(III) | Fe₂O₃(s) | -824.2 | 金属氧化物 |
> 注:以上数值基于IUPAC推荐的标准数据,具体数值可能因来源略有差异。
三、标准摩尔生成焓的应用
1. 计算反应焓变:
利用公式:
$$
\Delta_rH^\circ = \sum \Delta_fH^\circ(\text{产物}) - \sum \Delta_fH^\circ(\text{反应物})
$$
2. 判断反应方向:
若ΔrH° < 0,反应为放热,易自发进行;若ΔrH° > 0,则需外界提供能量。
3. 热力学数据分析:
在工业生产、环境科学、材料研究等领域,标准摩尔生成焓是评估反应热效应的重要依据。
四、注意事项
- 所有数据均以标准状态(25°C、100 kPa)为准。
- 对于溶液中的物质,如HNO₃(aq),应注明其状态。
- 有些物质的ΔfH°值可能随温度或压力变化而略有不同,但一般以标准条件下的数据为主。
五、结语
标准摩尔生成焓是热化学研究的基础之一,通过对各类物质的ΔfH°值进行归纳和整理,不仅有助于理解化学反应的热效应,也为实际应用提供了可靠的理论依据。本文仅列出部分典型物质的数据,完整版可参考《CRC Handbook of Chemistry and Physics》等权威资料。
附录:建议进一步查阅的参考资料
1. IUPAC 数据库
2. 《热化学手册》(Thermodynamic Tables)
3. 《化学原理》(Chemistry: The Central Science)
4. 《大学化学实验教程》
本内容为原创整理,旨在为学习者和研究人员提供简洁、实用的参考信息。